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《材料科学基础》复习提纲一、（共20分）名词解释（每个名词2分）简单正交点阵、晶向族、无限固溶体、配位数、交滑移、大角度晶界、上坡（顺）扩散、形核功、回复、滑移系底心正交点阵、晶面族、有限固溶体、致密度、攀移、小角度晶界、下坡（逆）扩散、形核率、再结晶、孪生二、（共30分）简要回答下列问题1、计算面心立方晶体的八面体间隙尺寸。
2、简述固溶体与中间相的区别。
3、已知两个不平行的晶面（h1k1l1）和（h2k2l2），求出其所属的晶带轴。
4、计算面心立方晶体{111}晶面的面密度。
5、简述刃型位错线方向、柏氏矢量方向、位错运动方向及晶体运动方向之间的关系。
6、简述刃型位错攀移的实质。
7、简述在外力的作用下，螺型位错的可能运动方式。
8、当碳原子和铁原子在相同温度的 -Fe中进行扩散时，为何碳原子的扩散系数大于铁原子的扩散系数？9、简述单组元晶体材料凝固的一般过程。
10、如图，已知A、B、C三组元固态完全不互溶，成分为80％A、10％B、10％C的O 合金在冷却过程中将进行二相共晶反应和三相共晶反应，在二元共晶反应开始时，该合金液相成分(a点)为60％A、20％B、20％C，而三元共晶反应开始时的液相成分(E点)为50% A、10%B、40%C，写出图中I和P合金的室温平衡组织。
1、计算体心立方晶体的八面体间隙尺寸。
2、简述决定组元形成固溶体与中间相的因素。
3、已知二晶向[u1v1w1]和[u2v2 w2]，求出由此二晶向所决定的晶面指数。
·4、计算体心立方晶体{110}晶面的面密度。
5、简述螺型位错线方向、柏氏矢量方向、位错运动方向及晶体运动方向之间的关系。
6、简述刃型位错滑移的实质。
7、简述在外力的作用下，刃型位错的可能运动方式。
8、当碳原子和铁原子在相同温度的a-Fe 中进行扩散时，为何碳原子的扩散系数大于铁原子的扩散系数？9、简述纯金属凝固的基本条件。
10、如图，已知A、B、C三组元固态完全不互溶，成分为80％A、10％B、10％C的O合金在冷却过程中将进行二相共晶反应和三相共晶反应，在二元共晶反应开始时，该合金液相成分(a点)为60％A、20％B、20％C，而三元共晶反应开始时的液相成分(E点)为%、(A+B)%和(A+B+C)%的相对量。
《材料科学基础》复习提纲一、（共20分）名词解释（每个名词2分）简单正交点阵、晶向族、无限固溶体、配位数、交滑移、大角度晶界、上坡（顺）扩散、形核功、回复、滑移系底心正交点阵、晶面族、有限固溶体、致密度、攀移、小角度晶界、下坡（逆）扩散、形核率、再结晶、孪生二、（共30分）简要回答下列问题1、计算面心立方晶体的八面体间隙尺寸。
2、简述固溶体与中间相的区别。
3、已知两个不平行的晶面（h1k1l1）和（h2k2l2），求出其所属的晶带轴。
4、计算面心立方晶体{111}晶面的面密度。
5、简述刃型位错线方向、柏氏矢量方向、位错运动方向及晶体运动方向之间的关系。
6、简述刃型位错攀移的实质。
7、简述在外力的作用下，螺型位错的可能运动方式。
8、当碳原子和铁原子在相同温度的 -Fe中进行扩散时，为何碳原子的扩散系数大于铁原子的扩散系数？9、简述单组元晶体材料凝固的一般过程。
10、如图，已知A、B、C三组元固态完全不互溶，成分为80％A、10％B、10％C的O 合金在冷却过程中将进行二相共晶反应和三相共晶反应，在二元共晶反应开始时，该合金液相成分(a点)为60％A、20％B、20％C，而三元共晶反应开始时的液相成分(E点)为50% A、10%B、40%C，写出图中I和P合金的室温平衡组织。
1、计算体心立方晶体的八面体间隙尺寸。
2、简述决定组元形成固溶体与中间相的因素。
3、已知二晶向[u1v1w1]和[u2v2 w2]，求出由此二晶向所决定的晶面指数。
·4、计算体心立方晶体{110}晶面的面密度。
5、简述螺型位错线方向、柏氏矢量方向、位错运动方向及晶体运动方向之间的关系。
6、简述刃型位错滑移的实质。
7、简述在外力的作用下，刃型位错的可能运动方式。
8、当碳原子和铁原子在相同温度的a-Fe 中进行扩散时，为何碳原子的扩散系数大于铁原子的扩散系数？9、简述纯金属凝固的基本条件。
10、如图，已知A、B、C三组元固态完全不互溶，成分为80％A、10％B、10％C的O合金在冷却过程中将进行二相共晶反应和三相共晶反应，在二元共晶反应开始时，该合金液相成分(a点)为60％A、20％B、20％C，而三元共晶反应开始时的液相成分(E点)为%、(A+B)%和(A+B+C)%的相对量。
材料科学基础复习资料
导论
材料科学是研究材料的结构、性质和应用的科学，是现代工程技术领域的基础学科。
它对于工程师和科学家在材料选择、设计和开发方面至关重要。
本篇文档将以复习资料的形式，对材料科学的基础知识进行系统梳理和总结。
第一章材料的结构与组成
1.1 原子结构与元素周期表
- 原子的组成：质子、中子和电子
- 元素周期表的基本结构和主要特征
- 元素周期表的分类：金属、非金属和半金属
1.2 结晶与非晶结构
- 结晶的概念和特征
- 结晶的晶体结构：离子晶体、共价晶体和金属晶体
- 非晶态材料的特点和应用
1.3 晶体缺陷
- 点缺陷：空位、间隙、杂质点等
- 线缺陷：位错、脆性断裂和塑性变形
- 面缺陷：晶界、孪晶和堆垛层错
第二章材料的物理性质
2.1 密度与晶体的结构密度
- 密度的概念和计算方法
- 晶格常数与密度的关系
2.2 热膨胀与晶体的结构变化
- 热膨胀的定义和计算方法
- 晶体结构变化对热膨胀的影响
2.3 热导率与导热机制
- 热导率的定义和计算方法
- 材料的导热机制：电子传导、晶格振动传导和辐射传导。
材料科学基础复习大纲第二章晶体结构2.1 结晶学基础1、概念：晶体晶胞晶胞参数七大晶系晶面指数晶面族晶向指数晶向族2、晶面指数和晶向指数的计算2.2 结合力与结合能按照结合力性质不同分为物理键和化学键化学键包括离子键共价键金属键物理键包括范德华键氢键晶体中离子键共价键比例估算（公式2.16）离子晶体晶格能2.3 堆积（记忆常识）1、最紧密堆积原理及其使用范围：原理略适用范围：典型的离子晶体和金属晶体原因：该原理是建立在质点在电子云分布呈球形对称以及无方向性的基础上的2、两种最紧密堆积方式：面心立方最紧密堆积ABCABC 密排六方最紧密堆积ABABAB系统中：每个球周围有6个八面体空隙 8个四面体空隙N个等径球体做最紧密堆积时系统有2N个四面体空隙N个八面体空隙八面体空隙体积大于四面体空隙3、空间利用率：晶胞中原子体积与晶胞体积的比值（要学会计算）两种最紧密堆积方式的空间利用率为74.05﹪（等径球堆积时）4、影响晶体结构的因素内因：质点相对大小（决定性因素）配位数（概念及计算）极化（概念，极化对晶体结构产生的影响）外因（了解）：同质多晶类质多晶同质多晶转变2.4 单质晶体结构（了解）2.5 无机化合物结构（重点每年必考）分析结构从以下几个方面入手：晶胞分子数，何种离子做何种堆积，何种离子添隙，添隙百分比，正负离子配位数，正负离子电价是否饱和，配位多面体，添隙半径的计算（刚好相切时），隙结构与性质的关系。
1、NaCl型：4个NaCl分子 Cl离子做面心立方密堆积，Na离子填充八面体空隙，填充率100﹪，正负离子配位数均为6，电价饱和。
【NaCl6】或【ClNa6】八面体结构与性能：此结构在三维方向上键力均匀，因此无明显解理，破碎后呈颗粒状，粒为多面体形状。
离子键结合，因此有较高的熔点和硬度2、立方ZnS结构：4个ZnS分子S离子做面心立方密堆积，Zn离子填充四面体空隙填充率50﹪，离子配位数均为4，电价饱和，【ZnS4】四面体会画投影图（图2.26）注意：一定要画虚线，一定要标高，一定要有图例（白球黑球代表什么离子）3、萤石（CaF2）结构：（唯一正离子做堆积的结构）4个CaF2分子 Ca离子做面心立方密堆积，F离子填充四面体空隙，填充率100﹪。
材料科学基础复习提纲复习资料（修订版）修正部分错别字，增删部分重点内容（红字标出）材料科学基础Ⅰ（贵清部分）第⼀章晶体学基础1.1晶⾯指数、晶向指数（不包含四指数问题）的标定及晶⾯间距、晶向长度的计算（公式P40~P41）1.2晶体结构和空间点阵的区别？答：晶体结构是晶体中各原⼦的分布，种类丰富多样，⽽空间点阵是原⼦分布规律的代表点，由这些抽象出来的阵点构成，只有14种结构。
1.3 晶胞选择的条件？答：晶胞的选择要尽量满⾜以下三个条件：1）能反映点阵的周期性；2）能反映点阵的对称性；3）晶胞的体积最⼩。
1.4结构胞和原胞的联系和区别？答：结构胞和原胞必须都能反映点阵的周期性，结构胞是在保证对称性的前提下选取体积尽量⼩的晶胞；原胞是保证晶胞体积最⼩，⽽不⼀定反映对称性。
1.5 周期的概念？答：⽆论从哪个⽅向看去，总是相隔⼀定的距离就出现相同的原⼦或者原⼦集团，这个距离就是周期。
1.6 常见晶体结构中的重要间隙？答：FCC晶体中⼋⾯体间隙4个，四⾯体间隙8个；BCC晶体中⼋⾯体间隙6个，四⾯体间隙12个；HCP晶体中⼋⾯体间隙6个，四⾯体间隙12个。
1.7 常见晶体结构的堆垛⽅式？答：BCC和HCP晶体的堆垛⽅式是ABABAB……；FCC晶体的堆垛⽅式是ABCABC……。
1.8 晶带⽅程的表达式？答：hu+kv+lw=0。
第⼆章固体材料的结构2.1 什么是合⾦、组元、合⾦相、组织以及组元、合⾦相、组织之间的关系？答：合⾦：由⾦属和其他⼀种或⼏种元素通过化学键合⽽形成的材料；组元：组成合⾦的每种元素称为组元；合⾦相：具有相同的成分、结构和性能的部分称为合⾦相或简称相；组织：在⼀定外界条件下，⼀定成分的合⾦可以由若⼲不同的相组成，这些相的总体便称为组织。
关系：合⾦相由组元构成，⽽组织⼜由合⾦相组成，单⼀元素即可以称之为组元⼜可以称之为相⼜也可以称之为组织。
2.2 固溶体和化合物的区别？答：固溶体的溶质和溶剂占据⼀个共同的布拉菲点阵，且此点阵类型和溶剂的点阵类型相同，固溶体有⼀定的成分范围，组元含量在⼀定范围内可以变化⽽点阵类型不变，由于成分可变，固溶体不能⽤⼀个化学式表达；化合物是由两种或多种组元按⼀定⽐例构成⼀个新的点阵，它既不是溶剂的点阵也不是溶质的点阵，化合物通常可以⽤⼀个化学式表达，⾦属与⾦属形成的化合物往往有⼀定的成分范围，但⽐固溶体范围⼩得多。
材料科学基础复习提纲第一章晶体结构概念：简单三斜点阵、简单单斜点阵、底心单斜点阵、简单正交点阵、底心正交点阵、体心正交点阵、面心正交点阵、六方点阵、菱方点阵、简单正方点阵、体心正方点阵空间点阵、晶体结构、晶胞、多晶型性（同素异构性）、晶带、晶带轴、晶带定律、配位数、致密度、原子面密度、八面体间隙、四面体间隙、晶向族、晶面族晶体的对称要素、宏观对称要素、微观对成称要素置换固溶体、间隙固溶体、无限固溶体、有限固溶体、无序固溶体、有序固溶体、正常价化合物、电子浓度化合物、间隙相、间隙化合物简答及论述：简述晶体结构与空间点阵的区别。
画出面心立方晶体中（111）面上的[112]晶向.已知两个不平行的晶面（h1k1l1）和（h2k2l2），则求出其所属的晶带轴。
已知二晶向[u1v1w1]和[u2v2 w2]，求出由此二晶向所决定的晶面指数。
已知三个晶面(h1k1l1)、(h2k2 l2)和(h3k3l3)，问此三个晶面是否在同一个晶带？已知三个晶轴[u1v1w1]、[u2v2w2]和[u3v3w3]，问此三个晶轴是否在同一个晶面上？判断(110)、(132)和(311)晶面是否属于同一晶带。
计算面心立方晶体的八面体间隙尺寸。
计算体心立方晶体的八面体间隙尺寸。
分别画出面心立方、体心立方、密排六方晶胞，并分别计算面心立方、体心立方、密排六方晶体的致密度；分别计算面心立方晶体{111}晶面和体心立方晶体{110}晶面原子面密度。
试证明理想密排六方结构的轴比c/a=1.633。
Ni的晶体结构为面心立方结构，其原子半径为r=0.1243nm，试求Ni的晶格常数和致密度。
Mo的晶体结构为体心立方结构，其晶格常数a=0.31468nm，试求Mo的原子半径r。
比较固溶体与金属间化合物在成分、结构和性能等方面的区别。
简述决定组元形成固溶体与中间相的因素。
简述影响置换固溶体溶解度的因素。
1.晶体结构2，原子尺寸因素，大量实验表明，在其他条件相近的情况下，原子半径差小于15％时，有利于形成溶解度较大的固溶体，而当半径差≥15％时，△r越大则溶解度越小。
湖南大学研究生入学考试-材料科学基础-复习题纲汇总,第1部分材料的原子结构1，有关基本概念：主量子数n：决定原子中电子能量以及与核的平均距离角动量量子数l: 给出电子在同一个量子壳层内所处的能级，与电子运动的角动量有关；磁量子数m：给出每个轨道角动量量子数的能级数或轨道数。
自旋角动量量子数s：反映电子不同的自旋方向。
原子量：原子价：电负性：元素获得或吸引电子的相对倾向。
能量最低原理：电子的排布总是尽可能使体系的能量最低。
也就是说电子先占据能量最低的壳层。
泡利不相容原理：在一个原子总不可能有运动状态完全相同的两个电子，即不能有上述四个量子数都相同的两个电子。
原子的核外电子排布规律：原子结构：原子由质子和中子组成的原子核以及核外的电子所构成。
原子核内的中子电中性，质子带有正电荷。
原子排列对材料性能影响：2，材料结合键有关概念：类型：一次键：离子键：共价键：由两个或多个电负性相差不大的原子间通过共用电子对而形成的化学键。
金属键：金属中的自由电子与金属正离子相互作用所构成的键合。
本质：电子从一个原子向另外一个原子的转移或电子在原子间共用。
对材料性能的影响：键—能曲线：（见2009年真题）原子堆垛和配位数及对材料性能的影响：3，显微组织：要用金相显微镜或电子显微镜才能观察到的内部组织。
单相组织：晶粒尺寸：细化晶粒可以提高材料的强度改善材料的塑性和韧性。
晶粒形状：等轴晶趋于各向同性。
柱状晶趋于各向异性。
多相组织：力学性能取决于各组成相相对量，和各自性能。
如果弥散相硬度明显高于基体相，提高材料的强度，塑性韧性必将下降。
第二部分材料的晶态结构1有关概念：晶体：原子按一定方式在三维空间内周期性地规则重复排列，有固定熔点、各向异性。
非晶体：原子没有长程的周期排列，无固定的熔点，各向同性等。
晶体结构：空间点阵：指几何点在三维空间作周期性的规则排列所形成的三维阵列，是人为的对晶体结构的抽象。
晶格：晶胞：在点阵中取出一个具有代表性的基本单元（最小平行六面体）作为点阵的组成单元，称为晶胞。
材料科学基础(下)复习提纲第六章 金属与合金的塑性变形与断裂1、常温和低温下金属塑性变形的两种主要方式为（ ）和 （ ）。
2、体心、面心、密排六方晶格金属的主要滑移系，详见表6-2。
解释体心立方的金属的塑性为什么比面心立方金属差？3、了解施密特定律，并会做相应的计算（见第六章作业）4、晶体的滑移的实质（是位错在切应力的作用下沿着滑移面逐步移动的结果）。
了解位错的交割和塞积对金属的力学性能的影响。
5、掌握塑性变形对金属组织和性能的影响。
第七章 金属及合金的回复与再结晶1、了解回复过程的组织结构和性能的变化？2、了解再结晶过程的组织结构和性能的变化？3、从金属学角度，金属的热加工和冷加工是如何划分的？ 第八章 扩散1、固态下原子扩散的机制主要有哪两种？扩散的本质原因是什么？2、掌握扩散第二定律的误差函数解，并会做相应计算。
（见作业题型）3、了解影响扩散的因素。
第九章 钢的热处理原理 1、钢的奥氏体化过程？ 2、钢在冷却过程中的转变。
高温转变⎪⎩⎪⎨⎧︒︒︒，托氏体，索氏体，珠光体C C C A 550~600600~650650~1 解释珠光体、索氏体和托氏体的力学性能与片间距的关系。
（详见P246）中温转变⎩⎨⎧︒，下贝氏体，上贝氏体S M C ~350350~600 了解下贝氏体的力学性能及生产方式（详见P261）低温转变 {下，马氏体转变、，快冷至f S C M M V V ≥（1） 什么是马氏体？马氏体的晶体结构、组织形态、性能特点？ （2） 马氏体转变的特点？3、淬火钢的回火转变过程？（一）~（五）P268~272，淬火钢回火时力学性能的变化？4、了解第一类和第二类回火脆性及解决办法？ 第十章 钢的热处理工艺1、了解退火和正火的目的？各种退火工艺的目的和适用对象。
正火工艺适用的四个主要方面。
2、淬火的加热温度的选择？原因？淬火常用的介质有哪几种？淬火常用方法？3、什么是淬透性、淬硬性？它们的差别？（详见P289）4、低温、中温、高温回火各获得什么组织？其性能有何特征？5、了解感应加热表面淬火的工作原理？淬硬层深度与电流频率的关系？5、渗碳的适用材料、主要方法、渗碳温度及渗碳介质？渗氮的适用材料、主要方法、渗氮温度及渗氮介质？第十一章 工业用钢1、 合金元素在钢里的存在方式？合金元素对铁-渗碳体相图的影响？合金元素对钢热处理过程的影响？2、 什么时回火稳定性和二次硬化？3、 造成金属腐蚀的原因？耐磨钢耐磨的原因？耐热钢的抗氧化型和热强性？ 第十二章 铸铁1、 铸铁石墨化过程？铸铁的组织？影响铸铁石墨化的因素？ 第十三章 有色金属及其合金1、 铝合金的分类及铝合金的强化方法？（重点掌握铝合金的沉淀强化P384）2、 铜合金的分类？黄铜的力学性能与含锌量的关系？锡青铜的力学性能与含锡量的关系。
材料科学基础2014年复习题纲与习题第1章原子与原子间结合1）通过双原子作用模型，掌握固体材料质点间作用力与作用势能的概念。
2）掌握强作用键有哪些类型，分析它们的主要特征；弱作用键有哪些类型，分析它们的主要特征。
3）建立实际固体材料混合键的概念。
第2章结晶学基础1）掌握名词概念：等同点、点群、空间群、平移群、布拉维点阵、晶胞。
2）晶体的宏观对称要素、宏观对称要素的组合及导出的32种对称型（点群）。
3）基于32种点群对称特征划分的晶族、晶系，各晶系具有的宏观对称要素特征，各晶系晶体常数特征。
4）中级晶族对称型（点群）的推导（结合习题）。
5）单形和聚形的概念，单形和聚形的几何形体特征。
6）各晶系的晶体定向，晶面指数、晶向指数、单形符号、晶带符号的确定及其之间的相互联系。
7）晶体的微观对称要素，所有对称要素组合引出的空间群概念。
8）14种布拉维格子，各晶系对应的布拉维格子和晶格常数特征。
9）点群国际符号的基本推导（结合习题），空间群国际符号的解读。
10）等大球体最紧密堆积的堆积规律，堆积结构中的孔隙类型及其与堆积球数的关系。
第6章表面与界面基础1) 表面张力和表面能的概念。
1）液体、固体降低表面能的主要途径。
2）固体表面能理论计算的基本原理与方法。
3）弯曲表面的附加压力，球面附加压力和表面张力的关系，非球面附加压力和表面张力的关系（拉普拉斯公式），弯曲表面上饱和蒸汽压和固体溶解度的变化。
4）铺展润湿（Young’s方程）和实际固体表面的铺展润湿。
5）晶界偏析、晶界迁移、界面热应力、晶界电荷与空间静电势的基本概念。
6）多晶多相结构中的晶界、相界处界面张力的平衡关系。
习 题1.1．简要分析离子键、共价键和金属键之间的主要不同点。
1.2．分子键存在哪几种作用力形式？各在什么条件下存在？1.3．两相邻离子间的净势能E N 由下式表示：n N rB r A E +-= 求两相邻离子的结合能E 0和平衡间距r 0的表达式。
第一部分材料的原子结构1、原子结构与原子的电子结构；原子结构、原子排列对材料性能的影响。
原子结构：原子由质子和中子组成的原子核以及核外的电子所构成。
原子核内的中子显电中性，质子带有正电荷。
对电子的描述需要四个量子数：主量子数n：决定原子中电子能量以及与核的平均距离。
角动量量子数l: 给出电子在同一个量子壳层内所处的能级，与电子运动的角动量有关。
磁量子数m：给出每个轨道角动量量子数的能级数或轨道数。
自旋角动量量子数s：反映电子不同的自旋方向。
原子排列对材料性能影响：固体材料根据原子的排列可分为两大类：晶体与非晶体。
（有无固定的熔点和体积突变）晶体：内部原子按某种特定的方式在三维空间呈周期性重复排列的固体。
（常考名词解释）非晶体：指组成物质的分子（或原子、离子）不呈空间有规则周期性排列的固体。
（名词解释）各向异性：晶体的各向异性即沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不尽相同，由此导致晶体在不同方向的物理化学特性也不同，这就是晶体的各向异性。
（名词解释）2、材料中的结合键的类型、本质，各结合键对材料性能的影响，键-能曲线及其应用。
(常考简答题或是论述题，很重要)一次键离子键：离子键指正、负离子间通过静电作用形成的化学键。
（无方向性和饱和性）共价键：由两个或多个电负性相差不大的原子间通过共用电子对而形成的化学键。
（有方向性和饱和性）金属键：金属中的自由电子与金属正离子相互作用所构成的键合二次键范德瓦耳斯力：（又称分子间作用力）产生于分子或原子之间的静电相互作用。
氢键：与电负性大、半径小的原子X（氟、氧、氮等）以共价键结合，若与电负性大的原子Y（与X相同的也可以）接近，在X与Y之间以氢为媒介，生成X-H…Y形式的键，称为氢键。
（X与Y可以是同一种类原子，如水分子之间的氢键）各结合键对材料性能的影响：1．金属材料：金属材料的结合键主要是金属键。
由于自由电子的存在，当金属受到外加电场作用时，其内部的自由电子将沿电场方向作定向运动，形成电子流，所以金属具有良好的导电性；金属除依靠正离子的振动传递热能外，自由电子的运动也能传递热能，所以金属的导热性好；随着金属温度的升高，正离子的热振动加剧，使自由电子的定向运动阻力增加，电阻升高，所以金属具有正的电阻温度系数；当金属的两部分发生相对位移时，金属的正离子仍然保持金属键，所以具有良好的变形能力；自由电子可以吸收光的能量，因而金属不透明；而所吸收的能量在电子回复到原来状态时产生辐射，使金属具有光泽。
材料科学基础复习提纲一、介绍材料科学基础A. 定义材料科学基础B. 材料科学的重要性C. 材料科学的发展历程二、材料分类与结构A. 材料的分类1. 金属材料2. 陶瓷材料3. 高分子材料4. 复合材料B. 材料的结构1. 晶体结构2. 非晶体结构3. 结晶缺陷三、材料的力学性能A. 弹性力学1. 应变与应力的关系2. 弹性模量B. 塑性力学1. 屈服强度与延展性的关系2. 硬度与韧性的关系C. 断裂力学1. 断裂模式2. 断裂韧性四、材料的热学性能A. 热膨胀性B. 热导性C. 热传导五、材料的电学性能A. 导电材料与绝缘材料B. 电导率与电阻C. 介电材料六、材料的磁学性能A. 磁性材料与非磁性材料B. 磁导率与磁饱和强度C. 磁性材料的应用七、材料的光学性能A. 透明材料与非透明材料B. 折射率与反射率C. 光学材料的应用八、材料的化学性能A. 腐蚀性B. 氧化性C. 降解性九、材料的加工与制备A. 熔融法B. 溶剂法C. 沉淀法十、材料的表面处理与性能改性A. 表面处理技术1. 打磨与抛光2. 镀层与涂料B. 性能改性技术1. 合金化2. 掺杂十一、材料选择与设计A. 功能需求与材料选择B. 材料设计原则C. 材料性能测试与评估结论以上是材料科学基础复习提纲的大致内容，通过对材料科学的分类、结构以及不同性能的介绍，有助于加深对材料科学基础知识的理解与掌握。
在学习和研究材料科学时，还需要了解材料的加工与制备过程、表面处理与性能改性技术，同时掌握材料选择与设计的方法和原则。
材料科学基础的复习与掌握是深入学习材料科学和进行材料研究的重要一步。
《材料科学基础》复习提纲一、（共20分）名词解释（每个名词2分）简单正交点阵、晶向族、无限固溶体、配位数、交滑移、大角度晶界、上坡（顺）扩散、形核功、回复、滑移系底心正交点阵、晶面族、有限固溶体、致密度、攀移、小角度晶界、下坡（逆）扩散、形核率、再结晶、孪生二、（共30分）简要回答下列问题1、计算面心立方晶体的八面体间隙尺寸。
2、简述固溶体与中间相的区别。
3、已知两个不平行的晶面（h1k1l1）和（h2k2l2），求出其所属的晶带轴。
4、计算面心立方晶体{111}晶面的面密度。
5、简述刃型位错线方向、柏氏矢量方向、位错运动方向及晶体运动方向之间的关系。
6、简述刃型位错攀移的实质。
7、简述在外力的作用下，螺型位错的可能运动方式。
8、当碳原子和铁原子在相同温度的 -Fe中进行扩散时，为何碳原子的扩散系数大于铁原子的扩散系数？9、简述单组元晶体材料凝固的一般过程。
10、如图，已知A、B、C三组元固态完全不互溶，成分为80％A、10％B、10％C的O 合金在冷却过程中将进行二相共晶反应和三相共晶反应，在二元共晶反应开始时，该合金液相成分(a点)为60％A、20％B、20％C，而三元共晶反应开始时的液相成分(E点)为50% A、10%B、40%C，写出图中I和P合金的室温平衡组织。
1、计算体心立方晶体的八面体间隙尺寸。
2、简述决定组元形成固溶体与中间相的因素。
3、已知二晶向[u1v1w1]和[u2v2 w2]，求出由此二晶向所决定的晶面指数。
·4、计算体心立方晶体{110}晶面的面密度。
5、简述螺型位错线方向、柏氏矢量方向、位错运动方向及晶体运动方向之间的关系。
6、简述刃型位错滑移的实质。
7、简述在外力的作用下，刃型位错的可能运动方式。
8、当碳原子和铁原子在相同温度的a-Fe 中进行扩散时，为何碳原子的扩散系数大于铁原子的扩散系数？9、简述纯金属凝固的基本条件。
10、如图，已知A、B、C三组元固态完全不互溶，成分为80％A、10％B、10％C的O合金在冷却过程中将进行二相共晶反应和三相共晶反应，在二元共晶反应开始时，该合金液相成分(a点)为60％A、20％B、20％C，而三元共晶反应开始时的液相成分(E点)为%、(A+B)%和(A+B+C)%的相对量。
50% A、10%B、40%C，试计算A初三、（8分）A-B二元相图回答下列问题Mg-Ni系的一个共晶反应为：507℃ L(23.5Wt.%Ni)<=>α(纯镁)+Mg2Ni(54.6Wt.%Ni)设C1为亚共晶合金，C2为过共晶合金，这两种合金中的先共晶相的重量分数相等，但C1合金中的α总量为C2合金中的α总量的 2.5倍，试计算C1和C2的成分。
根据下列条件画出一个二元系相图，A和B的熔点分别是1000℃和700℃，含wB=0.25的合金正好在500℃完全凝固，它的平衡组织由73.3%的先共晶。
和26.7%的(α+β)共晶组成。
而wB ＝0.50的合金在500℃时的组织由40%的先共晶α和60%的(α+β)共晶组成，并且此合金的α总量为50%。
四、铁碳相图（共16分）1、Fe-Fe3C相图中三相恒温转变的类型？并写出相应的反应式。
（6分）2、分析含0.65%C的Fe-C合金的平衡凝固过程。
（6分）3、计算其室温平衡组织中相组成物和组织组成物的相对量。
（4分）1、画出Fe-Fe3C相图，并标出其室温下的平衡组织。
（6分）2、分析含0.9%C的Fe-C合金的平衡凝固过程。
（6分）3、计算其室温平衡组织中相组成物和组织组成物的相对量。
（4分）五、扩散问题（8分）指出影响晶体中原子扩散的主要因素，并分析这些因素对晶体中原子扩散的影响规律。
简述扩散的驱动力？为什么二元系反应扩散后的扩散层组织中不存在两相混合区？六、强化理论（8分）金属材料经冷加工变形后，其强度、硬度显著提高，而塑性、韧性则急剧下降，为什么？与单晶体相比较，多晶体的塑性变形行为表现出何种特点？为什么？第一章材料的晶体结构概念：简单三斜点阵、简单单斜点阵、底心单斜点阵、简单正交点阵、底心正交点阵、体心正交点阵、面心正交点阵、六方点阵、菱方点阵、简单正方点阵、体心正方点阵空间点阵、晶体结构、晶胞、多晶型性（同素异构性）、晶带、晶带轴、晶带定律、配位数、致密度、原子面密度、八面体间隙、四面体间隙、晶向族、晶面族晶体的对称要素、宏观对称要素、微观对成称要素置换固溶体、间隙固溶体、无限固溶体、有限固溶体、无序固溶体、有序固溶体、正常价化合物、电子浓度化合物、间隙相、间隙化合物简答：简述晶体结构与空间点阵的区别。
画出面心立方晶体中（111）面上的[112]晶向。
已知两个不平行的晶面（h1k1l1）和（h2k2l2），则求出其所属的晶带轴。
已知二晶向[u1v1w1]和[u2v2 w2]，求出由此二晶向所决定的晶面指数。
已知三个晶面(h1k1l1)、(h2k2 l2)和(h3k3l3)，问此三个晶面是否在同一个晶带？已知三个晶轴[u1v1w1]、[u2v2w2]和[u3v3w3]，问此三个晶轴是否在同一个晶面上？判断(110)、(132)和(311)晶面是否属于同一晶带。
计算面心立方晶体的八面体间隙尺寸。
计算体心立方晶体的八面体间隙尺寸。
分别画出面心立方、体心立方、密排六方晶胞，并分别计算面心立方、体心立方、密排六方晶体的致密度；分别计算面心立方晶体{111}晶面和体心立方晶体{110}晶面原子面密度。
简述固溶体与中间相的区别。
简述决定组元形成固溶体与中间相的因素。
简述影响置换固溶体溶解度的因素。
简述影响间隙固溶体溶解度的因素。
比较间隙相和间隙化合物这两种原子尺寸因素化合物的不同之处。
Mg2Si、NiAl、Cr23C6、Fe3C、Fe4N、VC、Cu3Al、CuZn3化合物中，哪些属于正常价化合物？电子浓度化合物？间隙相？第二章晶体缺陷概念：空位，间隙原子、肖脱基空位、弗兰克尔空位刃型位错、螺型位错、柏氏矢量、位错的滑移、交滑移、攀移、双交滑移、位错的交割、扭折、割阶晶界、大角度晶界、小角度晶界、对称倾侧小角度晶界、扭转小角度晶界简答：指出刃型位错与螺型位错在结构方面的不同之处。
一个环形位错能否各部分均为刃型位错或螺型位错？为什么？简述刃型位错线方向、柏氏矢量方向、位错运动方向及晶体运动方向之间的关系。
简述螺型位错线方向、柏氏矢量方向、位错运动方向及晶体运动方向之间的关系。
简述位错滑移的实质。
简述位错攀移的实质。
位错的滑移面与晶体滑移面的区别简述在外力的作用下，刃型位错的可能运动方式。
简述在外力的作用下，螺型位错的可能运动方式。
面心立方晶体中（111）晶面上的[]10121b =螺型位错在滑移过程中受阻时，将通过交滑移转移到哪一个{111}晶面上继续滑移？为什么？ 位错的交割，如柏氏矢量和位错线均相互垂直的刃型位错的交割。
简述弗兰克-瑞德（Frank - Read ）位错增殖机制。
第三章 固体中的扩散概念：扩散通量、扩散系数、间隙扩散机制、空位扩散机制、上坡（顺）扩散、下坡（逆）扩散、空位扩散激活能、间隙扩散激活能、稳态扩散、非稳态扩散过程简答：当碳原子和铁原子在相同温度的（a-Fe ）γ-Fe 中进行扩散时，为何碳原子的扩散系数大于铁原子的扩散系数？简要说明原子的间隙扩散机制。
简要说明空位扩散机制。
针对实际渗碳问题，根据已知条件计算达到一定渗层深度所需要的时间或计算经过一定渗碳时间后所达到的渗层深度。
在827︒C 和渗碳927︒C 下分别向含碳量为0.2%的碳钢中渗碳，假定不同温度下钢表面的碳含量始终维持在1.2%，若规定渗碳层深度测量至含碳量为0.35%处，且在不同温度下碳在γ-Fe 中的溶解度差别忽略不计，请计算927︒C 渗碳10小时后所达到的渗碳层深度应为827︒C 渗碳10小时后的渗碳层深度的多少倍？（已知D 0 = 2 ⨯ 10-5 m 2/s ，Q = 140 ⨯ 103J/mol ）在927︒C 下向含碳量为0.2%的钢中渗碳，假定渗碳期间钢表面的碳含量始终维持在1.2%，且渗碳层厚度定义为从表面起测量至0.4%C 处止，若已知D 0 = 2 ⨯ 10-5 m 2/s ，Q = 140 ⨯ 103 J/mol ，请计算经过2小时渗碳后的渗碳层厚度。
（写明计算步骤即可，不必计算出结果）一块含0.1%C 的碳钢在930℃渗碳，渗到0.05cm 的地方碳的浓度达到0.45%。
在t>0的全部时间，渗碳气氛保持表面成分为1%，假设 D c 7=2.0×10-5exp(-140000/RT)(m 2/s)，(a) 计算渗碳时间；(b) 若将渗层加深一倍，则需多长时间？(c) 若规定0.3% C 作为渗碳层厚度的量度，则在930℃渗碳10小时的渗层厚度为870℃渗碳10小时的多少倍？为什么同一种原子在体心立方晶体中的扩散系数大于其在面心立方晶体中的扩散系数？指出影响晶体中原子扩散的主要因素，并分析这些因素对晶体中原子扩散的影响规律。
为什么二元系反应扩散后的扩散层组织中不存在两相混合区？简述扩散的驱动力？第四章 材料的凝固概念：过冷度、动态过冷度、晶核、晶胚、均匀形核、非均匀形核、临界晶核、形核功、结构起伏、能量起伏、接触角、形核率、晶核长大线速度简答：简述单组元晶体材料凝固的一般过程。
纯金属凝固的基本条件？纯组元在冷却至一定温度以下发生凝固时，除了需要有结构起伏外，为何还需要有能量起伏？何谓均匀形核和非均匀形核，二者之间的区别？指出材料凝固过程中可以细化晶粒的主要途径及相应的作用机理。
第五章相图概念：匀晶转变、共晶转变、包晶转变、伪共晶、离异共晶、晶内偏析、枝晶偏析、熔晶转变、合晶转变、偏晶转变、共析转变、包析转变、组织组成物、相组成物、铁素体、奥氏体、渗碳体、莱氏体、珠光体、一次渗碳体、二次渗碳体、直线法则、重心法则简答：指出单相固溶体合金的凝固过程与纯金属（或纯组元）的凝固过程之间的主要区别。
典型的固态互不溶解的三元共晶系合金的平衡凝固过程分析及室温组织组成物相对量的计算。
已知A、B、C三组元固态完全不互溶，成分为80％A、10％B、10％C的O合金在冷却过程中将进行二相共晶反应和三相共晶反应，在二元共晶反应开始时，该合金液相成分(a点)为60％A、20％B、20％C，而三元共晶反应开始时的液相成分(E点)为50% A、10%B、40%C。
(见下图5-3)(a) 试计算A初%、(A+B)%和(A+B+C)%的相对量。
(b)写出图中I和P合金的室温平衡组织。
图5-3为何三元系中的四相平衡共晶转变面为一平面？画出Fe-Fe3C相图（标注各主要特性点的成分和温度，并按相组成物填注各相区）；说明铁素体、奥氏体、渗碳体、莱氏体、珠光体的概念及区别；三相恒温转变的类型及相应的反应式。
